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单链表(数据结构)(C语言)_为什么在单链表插入不用二级指针

为什么在单链表插入不用二级指针

这里特指无哨兵位单向非循环链表

目录

背景

概念

单链表的实现

前景提示

单链表的结构体定义

单链表的打印

关于为什么不断言phead

关于单链表的逻辑结构和物理结构

单链表的尾插

关于为什么要用到二级指针

关于尾插的本质

关于找尾整个过程的解释

关于为什么打印单链表就不需要传二级指针

单链表的动态申请结点

单链表的头插

单链表的尾删

单链表的头删

链表的查找

单链表在pos位置之前插入x(也可以理解为在pos位置插入)

单链表删除pos位置之前的值(也可以理解为删除pos位置的值)

单链表在pos位置之后插入x 

单链表删除pos位置之后的值

关于不传头指针如何在pos前插入/删除(巧思)

单链表的销毁

总代码(想直接看结果的可以看这里)


背景

上一篇文章我们学习了顺序表。

但顺序表要求的是连续的物理空间,这就导致了其有以下几个缺点:

1. 中间/头部的插入删除,时间复杂度为O(N)。
2. 增容需要申请新空间,拷贝数据,释放旧空间。会有不小的消耗。
3. 增容一般是呈2倍的增长,势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100,满了以后增容到200,我们再继续插入了5个数据,后面没有数据插入了,那么就浪费了95个数据空间。
为了更好地解决以上问题,我们就引申出了链表。

概念

链表是一种 物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的 逻辑顺序是通过链表 中的 指针链接次序实现的 。链表中一个数据存一个内存块。链表由一系列结点(链表中每一个元素称为结点)组成,结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分:一个是存储数据元素的 数据域,另一个是存储下一个结点地址的 指针域
单链表是一种链式存取的数据结构,用一组 地址任意的存储单元(这组存储单元既可以是连续的,也可以是不连续的)存放线性表中的数据元素。链表中的数据是以 结点( 每个结点包括两个部分:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域。)来表示的,每个结点的构成: 元素+指针,元素就是存储数据的 存储单元,指针就是连接每个结点的 地址数据
单链表中每个结点的存储地址是存放在其前趋结点 next 域中,而开始结点无前趋,故设头指针head指向开始结点。链表由头指针 唯一确定,单链表可以用头指针的名字来命名,终端结点无后继,故终端结点的指针域为空,即NULL。

单链表的实现

前景提示

SList.h  用于  引用的头文件、单链表的定义、函数的声明。

SList.c  用于  函数的定义。

Test.c    用于  链表功能的测试。

单链表的结构体定义

在SList.h下

  1. #pragma once//使同一个文件不会被包含(include)多次,不必担心宏名冲突
  2. //先将可能使用到的头文件写上
  3. #include<stdio.h>
  4. #include<stdlib.h>
  5. #include<assert.h>
  6. typedef int SLTDataType;//假设结点的数据域类型为 int
  7. //单链表的结构体定义
  8. typedef struct SListNode
  9. {
  10. SLTDataType data;//结点的数据域,用来存储数据元素
  11. struct SListNode* next;//结点的指针域,用来存储下一个结点地址的指针域
  12. //next的意思就是下一个结点的指针,上一个结点存的是下一个结点的地址
  13. //每个结点都是结构体指针类型
  14. //有些人会把上一行代码写成SListNode* next;这是不对的,因为C语言中
  15. //struct SListNode 整体才是一个类型(但C++可以)
  16. //或者写成SLTNode* next;这也是错的,因为编译器的查找规则是从上忘下找
  17. }SLTNode;

单链表的打印

要理解单链表,首先我们先写一个单链表的打印。

在SList.h下

  1. //链表的打印——助于理解链表
  2. void SLTPrint(SLTNode* phead);
在SList.c下
  1. #include "SList.h"//别忘了
  2. //链表的打印
  3. void SLTPrint(SLTNode* phead)
  4. {
  5. //assert(phead);这里并不需要断言phead不为空
  6. //为什么这里不需要断言phead?
  7. //空链表可以打印,即phead==NULL可以打印,直接断言就不合适了
  8. //那空顺序表也可以打印,那它为什么就要断言呢?
  9. //因为phead是指向第一个存有数据的结点的
  10. //而顺序表的ps是指向一个结构体
  11. SLTNode* cur = phead;//将phead赋值给cur,所以cur也指向第一个结点
  12. while (cur != NULL)//或while(cur)
  13. {
  14. printf("%d->", cur->data);//打印的时候加了个箭头更方便理解
  15. cur = cur->next;//next是下一个结点的地址
  16. //++cur/cur++;这种是不行的,指针加加,加到的是连续的下一个位置
  17. //链表的每一个结点都是单独malloc出来的,我们不能保证结点之间的地址是连续的
  18. }
  19. printf("NULL\n");
  20. }

关于为什么不断言phead

关于单链表的逻辑结构和物理结构

                     

                     

                   

                     

在打印之前,我们得先有数据

单链表的尾插

在SList.h下

  1. // 单链表尾插
  2. void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
  3. //用二级指针,解释看下文,x为要插入的数据

关于为什么要用到二级指针

在SList.c下

  1. // 单链表尾插
  2. void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
  3. {
  4. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  5. //注意区分几个断言的判断,plist有可能是空,pphead一定不能为空
  6. SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//先创建个结点
  7. if (newnode == NULL)//如果malloc失败
  8. {
  9. perror("malloc fail");
  10. return;
  11. }
  12. //如果malloc成功
  13. newnode->data = x;//插入的数据
  14. newnode->next = NULL;//初始化为空
  15. //找尾(尾插之前先找到尾)
  16. if (*pphead == NULL)//若链表为空
  17. {
  18. *pphead = newnode;
  19. }
  20. else//若链表不为空
  21. {
  22. SLTNode* tail = *pphead;
  23. while (tail->next != NULL)//对于不为空的链表:尾插的本质
  24. //是原尾结点要存新尾结点的地址
  25. {
  26. tail = tail->next;
  27. }
  28. tail->next = newnode;
  29. /*有些同学会写成:
  30. while (tail != NULL)
  31. {
  32. tail = tail->next;
  33. }
  34. tail = newnode;*/
  35. }
  36. }

关于尾插的本质

 

 而

关于找尾整个过程的解释

 

 ↓

在Test.c下

  1. #include "SList.h"//别忘了
  2. //用于函数功能的测试
  3. void TestSList1()
  4. {
  5. SLTNode* plist = NULL;
  6. SLTPushBack(&plist, 1);
  7. SLTPushBack(&plist, 2);
  8. SLTPushBack(&plist, 3);
  9. SLTPushBack(&plist, 4);
  10. SLTPrint(plist);
  11. }
  12. int main()
  13. {
  14. TestSList1();
  15. return 0;
  16. }

关于为什么打印单链表就不需要传二级指针

因为打印单链表没有改变指针。如果要改变传过去的指针(实参),那就要传实参的地址,不改变就不传。

单链表的动态申请结点

要写头插时,我们发现不管是尾插和头插都要动态申请一个结点,所以我们可以先写一个函数来复用。

在SList.c下

  1. // 动态申请一个结点
  2. SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x)
  3. {
  4. //同样不需要断言
  5. SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//先创建个结点
  6. if (newnode == NULL)//如果malloc失败
  7. {
  8. perror("malloc fail");
  9. return NULL;
  10. }
  11. //如果malloc成功
  12. newnode->data = x;//插入的数据
  13. newnode->next = NULL;//初始化为空
  14. return newnode;//返回newnode
  15. }
  16. // 单链表尾插
  17. void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
  18. {
  19. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  20. SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
  21. //找尾(尾插之前先找到尾)
  22. if (*pphead == NULL)//若链表为空
  23. {
  24. *pphead = newnode;
  25. }
  26. else//若链表不为空
  27. {
  28. SLTNode* tail = *pphead;
  29. while (tail->next != NULL)
  30. //对于不为空的链表:尾插的本质是原尾结点要存新尾结点的地址
  31. {
  32. tail = tail->next;
  33. }
  34. tail->next = newnode;
  35. /*有些同学会写成:
  36. while (tail != NULL)
  37. {
  38. tail = tail->next;
  39. }
  40. tail = newnode;*/
  41. }
  42. }

单链表的头插

 在SList.h下

  1. // 单链表的头插
  2. void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);

在SList.c下

  1. // 单链表的头插
  2. void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
  3. {
  4. //发现plist不管是否为空,头插的方法都一样
  5. SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
  6. newnode->next = *pphead;
  7. *pphead = newnode;
  8. }

在Test.c下

  1. void TestSList1()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. }
  10. void TestSList2()
  11. {
  12. SLTNode* plist = NULL;
  13. SLTPushFront(&plist, 1);
  14. SLTPushFront(&plist, 2);
  15. SLTPushFront(&plist, 3);
  16. SLTPushFront(&plist, 4);
  17. SLTPrint(plist);
  18. }
  19. int main()
  20. {
  21. TestSList1();
  22. TestSList2();
  23. return 0;
  24. }

单链表的尾删

尾删是否需要二级指针?要!

在SList.h下

  1. // 单链表的尾删
  2. void SLTPopBack(SLTNode** pphead);

在Test.c下

  1. void TestSList2()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushFront(&plist, 1);
  5. SLTPushFront(&plist, 2);
  6. SLTPushFront(&plist, 3);
  7. SLTPushFront(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. SLTPopBack(&plist);
  10. SLTPrint(plist);
  11. }
  12. int main()
  13. {
  14. TestSList2();
  15. return 0;
  16. }

在SList.c下

有些人一开始会这样写:

  1. // 单链表的尾删
  2. void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
  3. {
  4. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  5. SLTNode* tail = *pphead;
  6. while (tail->next != NULL)
  7. {
  8. tail = tail->next;
  9. }
  10. free(tail);
  11. tail = NULL;
  12. }

结果是:

出现随机值——>很有可能是因为野指针。

 

 为什么呢?

这里给更改后的SList.c的两种方法

法一:

  1. // 单链表的尾删
  2. void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
  3. {
  4. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  5. //法一:
  6. SLTNode* prev=NULL;
  7. SLTNode* tail = *pphead;
  8. while (tail->next != NULL)
  9. {
  10. prev = tail;
  11. tail = tail->next;
  12. }
  13. free(tail);
  14. tail = NULL;
  15. prev->next = NULL;
  16. }

法二:

  1. // 单链表的尾删
  2. void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
  3. {
  4. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  5. //法二:
  6. SLTNode* tail = *pphead;
  7. while (tail->next->next != NULL)
  8. {
  9. tail = tail->next;
  10. }
  11. free(tail->next);
  12. tail->next = NULL;
  13. }

 但是我们再多测试几组

在Test.c下

  1. void TestSList2()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushFront(&plist, 1);
  5. SLTPushFront(&plist, 2);
  6. SLTPushFront(&plist, 3);
  7. SLTPushFront(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. //尾删四个数据
  10. SLTPopBack(&plist);
  11. SLTPrint(plist);
  12. SLTPopBack(&plist);
  13. SLTPrint(plist);
  14. SLTPopBack(&plist);
  15. SLTPrint(plist);
  16. SLTPopBack(&plist);
  17. SLTPrint(plist);
  18. }
  19. int main()
  20. {
  21. TestSList2();
  22. return 0;
  23. }

结果:

两方法最后都还剩一个!

原因是未考虑到只有一个结点或没有结点的情况。

这里是再次更改后的SList.c

  1. // 单链表的尾删
  2. void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
  3. {
  4. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  5. //检查有无结点
  6. assert(*pphead != NULL);
  7. //1.只有一个结点
  8. if ((*pphead)->next == NULL)
  9. {
  10. free(*pphead);
  11. *pphead = NULL;
  12. }
  13. else
  14. {
  15. //2.有多个结点
  16. /*//法一:
  17. SLTNode* prev=NULL;
  18. SLTNode* tail = *pphead;
  19. while (tail->next != NULL)
  20. {
  21. prev = tail;
  22. tail = tail->next;
  23. }
  24. free(tail);
  25. tail = NULL;
  26. prev->next = NULL;*/
  27. //法二:
  28. SLTNode* tail = *pphead;
  29. while (tail->next->next != NULL)
  30. {
  31. tail = tail->next;
  32. }
  33. free(tail->next);
  34. tail->next = NULL;
  35. }
  36. }

只有一个结点

没有结点 

单链表的头删

在SList.h下

  1. // 单链表头删
  2. void SLTPopFront(SLTNode** pphead);

在SList.c下

  1. // 单链表头删
  2. void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
  3. {
  4. //检查有无结点
  5. assert(*pphead != NULL);
  6. SLTNode* first = *pphead;
  7. *pphead = first->next;
  8. free(first);
  9. first = NULL;
  10. }

在Test.c下

  1. TestSList3()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushFront(&plist, 1);
  5. SLTPushFront(&plist, 2);
  6. SLTPushFront(&plist, 3);
  7. SLTPushFront(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. SLTPopFront(&plist);
  10. SLTPrint(plist);
  11. SLTPopFront(&plist);
  12. SLTPrint(plist);
  13. SLTPopFront(&plist);
  14. SLTPrint(plist);
  15. SLTPopFront(&plist);
  16. SLTPrint(plist);
  17. }
  18. int main()
  19. {
  20. TestSList3();
  21. return 0;
  22. }

链表的查找

在SList.h下

  1. // 单链表查找
  2. SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);

在SList.c下

  1. // 单链表查找
  2. SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
  3. {
  4. SLTNode* cur = phead;//用cur去遍历,不用phead
  5. while (cur)//找x
  6. {
  7. if (cur->data == x)//如果找到了
  8. {
  9. return cur;
  10. }
  11. cur = cur->next;
  12. }
  13. return NULL;//如果找不到
  14. }

在Test.c下

  1. void TestSList4()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. //将寻找和修改结合
  10. //eg:值为2的结点*2
  11. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  12. ret->data *= 2;
  13. SLTPrint(plist);
  14. }
  15. int main()
  16. {
  17. TestSList4();
  18. return 0;
  19. }

单链表在pos位置之前插入x(也可以理解为在pos位置插入)

在SList.h下

  1. //单链表在pos位置之前插入x(效率较低)(得传头指针)(也可以理解为在pos位置插入)
  2. void SLTInsertBefore(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);

在SList.c下

  1. //单链表在pos位置之前插入x(也可以理解为在pos位置插入)
  2. void SLTInsertBefore(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
  3. {
  4. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  5. assert(pos);//默认pos一定会找到
  6. if (pos == *pphead)//如果pos在第一个位置——那就是头插
  7. {
  8. SLTPushFront(pphead, x);
  9. }
  10. else//如果pos不是第一个位置
  11. {
  12. //找到pos的前一个位置
  13. SLTNode* prev = *pphead;
  14. while (prev->next != pos)
  15. {
  16. prev = prev->next;
  17. }
  18. SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
  19. prev->next = newnode;
  20. newnode->next = pos;
  21. }
  22. }

在Test.c下

  1. TestSList5()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. //寻找值为2的结点
  10. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  11. SLTInsertBefore(&plist, ret, 20);//在该结点前插入值为20的结点
  12. SLTPrint(plist);
  13. }
  14. int main()
  15. {
  16. TestSList5();
  17. return 0;
  18. }

单链表删除pos位置之前的值(也可以理解为删除pos位置的值)

在SList.h下

  1. // 单链表删除pos位置之前的值(效率较低)(得传头指针)(也可以理解为删除pos位置的值)
  2. void SLTEraseBefore(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);

在SList.c下

  1. // 单链表删除pos位置之前的值(也可以理解为删除pos位置的值)
  2. void SLTEraseBefore(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
  3. {
  4. assert(pphead);
  5. assert(pos);
  6. if (*pphead == pos)//如果pos在第一个位置
  7. {
  8. SLTPopFront(pphead);//头删
  9. }
  10. else//如果不在第一个位置
  11. {
  12. SLTNode* prev = *pphead;
  13. while (prev->next != pos)
  14. {
  15. prev = prev->next;
  16. }
  17. prev->next = pos->next;
  18. free(pos);
  19. //pos = NULL;形参的改变不影响实参,加不加这句话都可以
  20. }
  21. }

在Test.c下

  1. TestSList6()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. //寻找值为2的结点
  10. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  11. SLTEraseBefore(&plist, ret);
  12. ret = NULL;//一般在这里置空
  13. SLTPrint(plist);
  14. }
  15. int main()
  16. {
  17. TestSList6();
  18. return 0;
  19. }

单链表在pos位置之后插入x 

在SList.h下

  1. // 单链表在pos位置之后插入x,单链表比较适合这种
  2. void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);

在SList.c下

有些人会这样写:

  1. //单链表在pos位置之后插入x
  2. void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
  3. {
  4. assert(pos);
  5. SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
  6. pos->next = newnode;
  7. newnode->next=pos->next;
  8. }

后果:

 所以橙色和紫色的两步应该互换位置

更改后的SList.c

  1. //单链表在pos位置之后插入x
  2. void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
  3. {
  4. assert(pos);
  5. SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
  6. newnode->next = pos->next;
  7. pos->next = newnode;
  8. }

在Test.c下

  1. TestSList7()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  10. SLTInsertAfter(ret, 20);
  11. SLTPrint(plist);
  12. }
  13. int main()
  14. {
  15. TestSList7();
  16. return 0;
  17. }

单链表删除pos位置之后的值

在SList.h下

  1. // 单链表删除pos位置之后的值,单链表比较适合这种
  2. void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);

在SList.c下

  1. // 单链表删除pos位置之后的值
  2. void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
  3. {
  4. assert(pos);
  5. assert(pos->next);
  6. SLTNode* del = pos->next;//保存要删除的结点
  7. pos->next = pos->next->next;//或者写成pos->next=del->next;
  8. free(del);
  9. del = NULL;
  10. }

在Test.c下

  1. TestSList8()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  10. SLTEraseAfter(ret);
  11. SLTPrint(plist);
  12. }
  13. int main()
  14. {
  15. TestSList8();
  16. return 0;
  17. }

关于不传头指针如何在pos前插入/删除(巧思)

插入:先利用单链表在pos位置之后插入x的函数,再交换pos和pos->next的值。

在SList.h下

  1. // 不传头指针,在pos前插入x(也可以理解为在pos位置插入)
  2. void SLTInsertBefore1(SLTNode* pos, SLTDataType x);

在SList.c下

  1. // 不传头指针,在pos前插入x(也可以理解为在pos位置插入)
  2. void SLTInsertBefore1(SLTNode* pos, SLTDataType x)
  3. {
  4. assert(pos);
  5. //调用单链表在pos位置之后插入x的函数
  6. SLTInsertAfter(pos, x);
  7. //交换pos和pos->next的值
  8. SLTDataType temp;
  9. temp = pos->data;
  10. pos->data = pos->next->data;
  11. pos->next->data = temp;
  12. }

在Test.c下

  1. TestSList9()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  10. SLTInsertBefore1(ret,20);
  11. SLTPrint(plist);
  12. }
  13. int main()
  14. {
  15. TestSList9();
  16. return 0;
  17. }

删除:先将pos->next的值赋给pos,再利用单链表删除pos位置之后的值的函数。(但此方法不能尾删)

在SList.h下

  1. // 不传头指针,删除pos位置之前的值(也可以理解为删除pos位置的值)
  2. void SLTEraseBefore1(SLTNode* pos);

在SList.c下

  1. // 不传头指针,删除pos位置之前的值(也可以理解为删除pos位置的值)
  2. void SLTEraseBefore1(SLTNode* pos)
  3. {
  4. assert(pos);
  5. assert(pos->next);//不能尾删
  6. SLTNode* del = pos->next;
  7. pos->data = pos->next->data;
  8. pos->next = pos->next->next;
  9. free(del);
  10. del = NULL;
  11. }

在Test.c下

  1. TestSList10()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  10. SLTEraseBefore1(ret);
  11. SLTPrint(plist);
  12. }
  13. int main()
  14. {
  15. TestSList10();
  16. return 0;
  17. }

单链表的销毁

方法一(不传二级指针):

在SList.h下

  1. // 单链表的销毁,不传二级
  2. void SLTDestroy(SLTNode* phead);

在SList.c下

  1. // 单链表的销毁
  2. void SLTDestroy(SLTNode* phead)
  3. {
  4. SLTNode* cur = phead;
  5. /*//有些人一开始会这样写
  6. while (cur)
  7. {
  8. //free不是销毁这个指针指向的内存,而是将指针指向的内存还给操作系统
  9. free(cur);//cur依旧指向free之前的地址
  10. cur = cur->next;
  11. }*/
  12. while (cur)
  13. {
  14. SLTNode* tmp = cur->next;
  15. free(cur);
  16. cur = tmp;
  17. }
  18. }

在Test.c下

  1. TestSList11()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. SLTDestroy(plist);
  10. plist = NULL;
  11. }
  12. int main()
  13. {
  14. TestSList11();
  15. return 0;
  16. }

方法二(传二级指针):

在SList.h下

  1. // 单链表的销毁,传二级
  2. void SLTDestroy1(SLTNode** pphead);

在SList.c下

  1. // 单链表的销毁,传二级
  2. void SLTDestroy1(SLTNode** pphead)
  3. {
  4. assert(pphead);
  5. SLTNode* cur = *pphead;
  6. while (cur)
  7. {
  8. SLTNode* tmp = cur->next;
  9. free(cur);
  10. cur = tmp;
  11. }
  12. *pphead = NULL;
  13. }

在Test.c下

  1. TestSList12()
  2. {
  3. SLTNode* plist = NULL;
  4. SLTPushBack(&plist, 1);
  5. SLTPushBack(&plist, 2);
  6. SLTPushBack(&plist, 3);
  7. SLTPushBack(&plist, 4);
  8. SLTPrint(plist);
  9. SLTDestroy1(&plist);
  10. SLTPrint(plist);
  11. }
  12. int main()
  13. {
  14. TestSList12();
  15. return 0;
  16. }

总代码(想直接看结果的可以看这里)

在SList.h下

  1. #pragma once//使同一个文件不会被包含(include)多次,不必担心宏名冲突
  2. //先将可能使用到的头文件写上
  3. #include<stdio.h>
  4. #include<stdlib.h>
  5. #include<assert.h>
  6. typedef int SLTDataType;//假设结点的数据域类型为 int
  7. // 单链表的结构体定义
  8. // ↓结点 单链表 Singly Linked List
  9. typedef struct SListNode
  10. {
  11. SLTDataType data;//结点的数据域,用来存储数据元素
  12. struct SListNode* next;//结点的指针域,用来存储下一个结点地址的指针域
  13. //next的意思就是下一个结点的指针,上一个结点存的是下一个结点的地址
  14. //每个结点都是结构体指针类型
  15. //有些人会把上一行代码写成SListNode* next;
  16. //这是不对的,因为C语言中 struct SListNode 整体才是一个类型(但C++可以)
  17. //或者写成SLTNode* next;这也是不对的,因为编译器的查找规则是从上忘下找
  18. }SLTNode;
  19. // 链表的打印——助于理解链表
  20. void SLTPrint(SLTNode* phead);
  21. // 单链表尾插
  22. void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);//用二级指针,x为要插入的数据
  23. // 单链表的头插
  24. void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
  25. // 单链表的尾删
  26. void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
  27. // 单链表头删
  28. void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
  29. // 单链表查找
  30. SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);
  31. // 单链表在pos位置之前插入x(效率较低)(得传头指针)(也可以理解为在pos位置插入)
  32. void SLTInsertBefore(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
  33. // 单链表删除pos位置之前的值(效率较低)(得传头指针)(也可以理解为删除pos位置的值)
  34. void SLTEraseBefore(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
  35. // 单链表在pos位置之后插入x,单链表比较适合这种
  36. void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);
  37. // 单链表删除pos位置之后的值,单链表比较适合这种
  38. void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);
  39. // 不传头指针,在pos前插入x(也可以理解为在pos位置插入)
  40. void SLTInsertBefore1(SLTNode* pos, SLTDataType x);
  41. // 不传头指针,删除pos位置之前的值(也可以理解为删除pos位置的值)
  42. void SLTEraseBefore1(SLTNode* pos);
  43. // 单链表的销毁,不传二级
  44. void SLTDestroy(SLTNode* phead);
  45. // 单链表的销毁,传二级
  46. void SLTDestroy1(SLTNode** pphead);

在SList.c下

  1. #include"SList.h"//别忘了
  2. //链表的打印
  3. void SLTPrint(SLTNode* phead)
  4. {
  5. //assert(phead);这里并不需要断言phead不为空
  6. //为什么这里不需要断言?
  7. //空链表可以打印,即phead==NULL可以打印,直接断言就不合适了
  8. //那空顺序表也可以打印,那它为什么就要断言呢?
  9. //因为phead是指向第一个存有数据的结点的
  10. //而顺序表的ps是指向一个结构体
  11. SLTNode* cur = phead;//将phead赋值给cur,所以cur也指向第一个结点
  12. while (cur != NULL)//或while(cur)
  13. {
  14. printf("%d->", cur->data);//打印的时候加了个箭头更方便理解
  15. cur = cur->next;//next是下一个结点的地址
  16. //++cur/cur++;这种是不行的,指针加加,加到的是连续的下一个位置
  17. //链表的每一个结点都是单独malloc出来的,我们不能保证结点之间的地址是连续的
  18. }
  19. printf("NULL\n");
  20. }
  21. // 动态申请一个结点
  22. SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x)
  23. {
  24. //同样不需要断言
  25. SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//先创建个结点
  26. if (newnode == NULL)//如果malloc失败
  27. {
  28. perror("malloc fail");
  29. return NULL;
  30. }
  31. //如果malloc成功
  32. newnode->data = x;//插入的数据
  33. newnode->next = NULL;//初始化为空
  34. return newnode;//返回newnode
  35. }
  36. // 单链表尾插
  37. void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
  38. {
  39. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  40. //注意区分几个断言的判断,plist有可能是空,pphead一定不能为空
  41. SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
  42. //找尾(尾插之前先找到尾)
  43. if (*pphead == NULL)//若链表为空
  44. {
  45. *pphead = newnode;
  46. }
  47. else//若链表不为空
  48. {
  49. SLTNode* tail = *pphead;
  50. while (tail->next != NULL)
  51. //对于不为空的链表:尾插的本质是原尾结点要存新尾结点的地址
  52. {
  53. tail = tail->next;
  54. }
  55. tail->next = newnode;
  56. /*有些同学会写成:
  57. while (tail != NULL)
  58. {
  59. tail = tail->next;
  60. }
  61. tail = newnode;*/
  62. }
  63. }
  64. // 单链表的头插
  65. void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
  66. {
  67. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  68. //发现plist不管是否为空,头插的方法都一样
  69. SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
  70. newnode->next = *pphead;
  71. *pphead = newnode;
  72. }
  73. // 单链表的尾删
  74. void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
  75. {
  76. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  77. //检查有无结点
  78. assert(*pphead != NULL);//或者写成assert(*pphead);
  79. //1.只有一个结点
  80. if ((*pphead)->next == NULL)
  81. {
  82. free(*pphead);
  83. *pphead = NULL;
  84. }
  85. else
  86. {
  87. //2.有多个结点
  88. /*//法一:
  89. SLTNode* prev=NULL;
  90. SLTNode* tail = *pphead;
  91. while (tail->next != NULL)
  92. {
  93. prev = tail;
  94. tail = tail->next;
  95. }
  96. free(tail);
  97. tail = NULL;
  98. prev->next = NULL;*/
  99. //法二:
  100. SLTNode* tail = *pphead;
  101. while (tail->next->next != NULL)
  102. {
  103. tail = tail->next;
  104. }
  105. free(tail->next);
  106. tail->next = NULL;
  107. }
  108. }
  109. // 单链表头删
  110. void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
  111. {
  112. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  113. //检查有无结点
  114. assert(*pphead != NULL);
  115. SLTNode* first = *pphead;
  116. *pphead = first->next;
  117. free(first);
  118. first = NULL;
  119. }
  120. // 单链表查找
  121. SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
  122. {
  123. SLTNode* cur = phead;//用cur去遍历,不用phead
  124. while (cur)//找x
  125. {
  126. if (cur->data == x)//如果找到了
  127. {
  128. return cur;
  129. }
  130. cur = cur->next;
  131. }
  132. return NULL;//如果找不到
  133. }
  134. //单链表在pos位置之前插入x(也可以理解为在pos位置插入)
  135. void SLTInsertBefore(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
  136. {
  137. assert(pos);//默认pos一定会找到
  138. assert(pphead);//pphead是plist的地址,不能为空
  139. if (pos == *pphead)//如果pos在第一个位置——那就是头插
  140. {
  141. SLTPushFront(pphead, x);
  142. }
  143. else//如果pos不是第一个位置
  144. {
  145. //找到pos的前一个位置
  146. SLTNode* prev = *pphead;
  147. while (prev->next != pos)
  148. {
  149. prev = prev->next;
  150. }
  151. SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
  152. prev->next = newnode;
  153. newnode->next = pos;
  154. }
  155. }
  156. // 单链表删除pos位置之前的值(也可以理解为删除pos位置的值)
  157. void SLTEraseBefore(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
  158. {
  159. assert(pphead);
  160. assert(pos);
  161. if (*pphead == pos)//如果pos在第一个位置
  162. {
  163. SLTPopFront(pphead);//头删
  164. }
  165. else//如果不在第一个位置
  166. {
  167. SLTNode* prev = *pphead;
  168. while (prev->next != pos)
  169. {
  170. prev = prev->next;
  171. }
  172. prev->next = pos->next;
  173. free(pos);
  174. //pos = NULL;形参的改变不影响实参,加不加这句话都可以
  175. }
  176. }
  177. //单链表在pos位置之后插入x
  178. void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
  179. {
  180. assert(pos);
  181. SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
  182. newnode->next = pos->next;
  183. pos->next = newnode;
  184. }
  185. // 单链表删除pos位置之后的值
  186. void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
  187. {
  188. assert(pos);
  189. assert(pos->next);
  190. SLTNode* del = pos->next;//保存要删除的结点
  191. pos->next = pos->next->next;//或者写成pos->next=del->next;
  192. free(del);
  193. del = NULL;
  194. }
  195. // 不传头指针,在pos前插入x(也可以理解为在pos位置插入)
  196. void SLTInsertBefore1(SLTNode* pos, SLTDataType x)
  197. {
  198. assert(pos);
  199. //调用单链表在pos位置之后插入x的函数
  200. SLTInsertAfter(pos, x);
  201. //交换pos和pos->next的值
  202. SLTDataType temp;
  203. temp = pos->data;
  204. pos->data = pos->next->data;
  205. pos->next->data = temp;
  206. }
  207. // 不传头指针,删除pos位置之前的值(也可以理解为删除pos位置的值)
  208. void SLTEraseBefore1(SLTNode* pos)
  209. {
  210. assert(pos);
  211. assert(pos->next);//不能尾删
  212. SLTNode* del = pos->next;
  213. pos->data = pos->next->data;
  214. pos->next = pos->next->next;
  215. free(del);
  216. del = NULL;
  217. }
  218. // 单链表的销毁
  219. void SLTDestroy(SLTNode* phead)
  220. {
  221. SLTNode* cur = phead;
  222. /*//有些人一开始会这样写
  223. while (cur)
  224. {
  225. //free不是销毁这个指针指向的内存,而是将指针指向的内存还给操作系统
  226. free(cur);//cur依旧指向free之前的地址
  227. cur = cur->next;
  228. }*/
  229. while (cur)
  230. {
  231. SLTNode* tmp = cur->next;
  232. free(cur);
  233. cur = tmp;
  234. }
  235. }
  236. // 单链表的销毁,传二级
  237. void SLTDestroy1(SLTNode** pphead)
  238. {
  239. assert(pphead);
  240. SLTNode* cur = *pphead;
  241. while (cur)
  242. {
  243. SLTNode* tmp = cur->next;
  244. free(cur);
  245. cur = tmp;
  246. }
  247. *pphead = NULL;
  248. }

在Test.c下

  1. #include"SList.h"
  2. void TestSList1()
  3. {
  4. SLTNode* plist = NULL;
  5. SLTPushBack(&plist, 1);
  6. SLTPushBack(&plist, 2);
  7. SLTPushBack(&plist, 3);
  8. SLTPushBack(&plist, 4);
  9. SLTPrint(plist);
  10. }
  11. void TestSList2()
  12. {
  13. SLTNode* plist = NULL;
  14. SLTPushFront(&plist, 1);
  15. SLTPushFront(&plist, 2);
  16. SLTPushFront(&plist, 3);
  17. SLTPushFront(&plist, 4);
  18. SLTPrint(plist);
  19. SLTPopBack(&plist);
  20. SLTPrint(plist);
  21. SLTPopBack(&plist);
  22. SLTPrint(plist);
  23. SLTPopBack(&plist);
  24. SLTPrint(plist);
  25. SLTPopBack(&plist);
  26. SLTPrint(plist);
  27. }
  28. TestSList3()
  29. {
  30. SLTNode* plist = NULL;
  31. SLTPushFront(&plist, 1);
  32. SLTPushFront(&plist, 2);
  33. SLTPushFront(&plist, 3);
  34. SLTPushFront(&plist, 4);
  35. SLTPrint(plist);
  36. SLTPopFront(&plist);
  37. SLTPrint(plist);
  38. SLTPopFront(&plist);
  39. SLTPrint(plist);
  40. SLTPopFront(&plist);
  41. SLTPrint(plist);
  42. SLTPopFront(&plist);
  43. SLTPrint(plist);
  44. }
  45. void TestSList4()
  46. {
  47. SLTNode* plist = NULL;
  48. SLTPushBack(&plist, 1);
  49. SLTPushBack(&plist, 2);
  50. SLTPushBack(&plist, 3);
  51. SLTPushBack(&plist, 4);
  52. SLTPrint(plist);
  53. //将寻找和修改结合
  54. //eg:值为2的结点*2
  55. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  56. ret->data *= 2;
  57. SLTPrint(plist);
  58. }
  59. TestSList5()
  60. {
  61. SLTNode* plist = NULL;
  62. SLTPushBack(&plist, 1);
  63. SLTPushBack(&plist, 2);
  64. SLTPushBack(&plist, 3);
  65. SLTPushBack(&plist, 4);
  66. SLTPrint(plist);
  67. //寻找值为2的结点
  68. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  69. SLTInsertBefore(&plist, ret, 20);//在该结点前插入值为20的结点
  70. SLTPrint(plist);
  71. }
  72. TestSList6()
  73. {
  74. SLTNode* plist = NULL;
  75. SLTPushBack(&plist, 1);
  76. SLTPushBack(&plist, 2);
  77. SLTPushBack(&plist, 3);
  78. SLTPushBack(&plist, 4);
  79. SLTPrint(plist);
  80. //寻找值为2的结点
  81. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  82. SLTEraseBefore(&plist, ret);
  83. ret = NULL;//一般在这里置空
  84. SLTPrint(plist);
  85. }
  86. TestSList7()
  87. {
  88. SLTNode* plist = NULL;
  89. SLTPushBack(&plist, 1);
  90. SLTPushBack(&plist, 2);
  91. SLTPushBack(&plist, 3);
  92. SLTPushBack(&plist, 4);
  93. SLTPrint(plist);
  94. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  95. SLTInsertAfter(ret, 20);
  96. SLTPrint(plist);
  97. }
  98. TestSList8()
  99. {
  100. SLTNode* plist = NULL;
  101. SLTPushBack(&plist, 1);
  102. SLTPushBack(&plist, 2);
  103. SLTPushBack(&plist, 3);
  104. SLTPushBack(&plist, 4);
  105. SLTPrint(plist);
  106. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  107. SLTEraseAfter(ret);
  108. SLTPrint(plist);
  109. }
  110. TestSList9()
  111. {
  112. SLTNode* plist = NULL;
  113. SLTPushBack(&plist, 1);
  114. SLTPushBack(&plist, 2);
  115. SLTPushBack(&plist, 3);
  116. SLTPushBack(&plist, 4);
  117. SLTPrint(plist);
  118. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  119. SLTInsertBefore1(ret, 20);
  120. SLTPrint(plist);
  121. }
  122. TestSList10()
  123. {
  124. SLTNode* plist = NULL;
  125. SLTPushBack(&plist, 1);
  126. SLTPushBack(&plist, 2);
  127. SLTPushBack(&plist, 3);
  128. SLTPushBack(&plist, 4);
  129. SLTPrint(plist);
  130. SLTNode* ret = SLTFind(plist, 2);
  131. SLTEraseBefore1(ret);
  132. SLTPrint(plist);
  133. }
  134. TestSList11()
  135. {
  136. SLTNode* plist = NULL;
  137. SLTPushBack(&plist, 1);
  138. SLTPushBack(&plist, 2);
  139. SLTPushBack(&plist, 3);
  140. SLTPushBack(&plist, 4);
  141. SLTPrint(plist);
  142. SLTDestroy(plist);
  143. plist = NULL;
  144. }
  145. TestSList12()
  146. {
  147. SLTNode* plist = NULL;
  148. SLTPushBack(&plist, 1);
  149. SLTPushBack(&plist, 2);
  150. SLTPushBack(&plist, 3);
  151. SLTPushBack(&plist, 4);
  152. SLTPrint(plist);
  153. SLTDestroy1(&plist);
  154. SLTPrint(plist);
  155. }
  156. int main()
  157. {
  158. //TestSList1();
  159. //TestSList2();
  160. //TestSList3();
  161. //TestSList4();
  162. //TestSList5();
  163. //TestSList6();
  164. //TestSList7();
  165. //TestSList8();
  166. //TestSList9();
  167. //TestSList10();
  168. //TestSList11();
  169. TestSList12();
  170. return 0;
  171. }

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